DE102016006803A1

DE102016006803A1 - Tool holder for receiving a rotating tool

Info

Publication number: DE102016006803A1
Application number: DE102016006803.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Weidle; Joao Flavio Ribeiro Coutinho Carneiro
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme (10) zum Aufnehmen eines rotierenden Werkzeugs (12), mit einer Schnittstelle (28), mittels welcher die Werkzeugaufnahme (10) mit einer Werkzeugmaschine koppelbar ist, einer Aufnahmevorrichtung (14) zum Aufnehmen des rotierenden Werkzeugs (12); zumindest einem Temperatursensor (40), welcher an dem aufgenommenen Werkzeug (12) anordenbar ist; einer Messelektronik (20), welche über ein Kabel mit dem Temperatursensor (40) verbindbar ist.The invention relates to a tool receptacle (10) for receiving a rotating tool (12) with an interface (28) by means of which the tool receptacle (10) can be coupled to a machine tool, a receptacle (14) for receiving the rotating tool (12). ; at least one temperature sensor (40) which can be arranged on the received tool (12); a measuring electronics (20), which via a cable to the temperature sensor (40) is connectable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines rotierenden Werkzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung eine integrierte Messelektronik zur Temperaturmessung an einer Werkzeugschneide eines rotierenden Werkzeugs.The invention relates to a tool holder for receiving a rotating tool. In particular, the invention relates to an integrated measuring electronics for temperature measurement on a tool cutting edge of a rotating tool.

Während Zerspanvorgängen, beispielsweise beim Fräsen, ist die Kenntnis der Temperatur an einer Werkzeugschneide eine signifikant wichtige Größe zur Entwicklung von Zerspanwerkzeugen. Ist die Temperatur bekannt, können Werkzeugteilsysteme im Hinblick auf ihre Makro- und Mikrogeometrie, aber vor allem auch der Schneidstoff und die Beschichtung besonders bedarfsgerecht ausgelegt werden. Es ist an sich bekannt, derartige Temperaturmessungen zum Beispiel mittels Pyrometern und Thermoelementen vorzunehmen. Während beim Drehen eine werkzeugseitige Messung problemlos möglich ist, da das Werkzeug stillsteht, gestaltet dies sich bei einer Rotationsbewegung des Werkzeugs, wie beispielsweise beim Fräsen oder Bohren, wesentlich schwieriger, wenn die Temperatur direkt an der Werkzeugschneide erfasst werden soll. Denn aufgrund der rotatorischen Relativbewegung des Werkzeugs ist eine werkzeugseitige Messung nur sehr schwierig möglich.During machining operations, such as milling, knowledge of the temperature at a tool cutting edge is a significantly important factor in the development of cutting tools. If the temperature is known, tool subsystems can be designed in a particularly demand-oriented manner with regard to their macro- and micro-geometry, but above all also the cutting material and the coating. It is known per se to make such temperature measurements, for example by means of pyrometers and thermocouples. While turning a tool-side measurement is easily possible because the tool is stationary, this is significantly more difficult when a rotational movement of the tool, such as milling or drilling, when the temperature is to be detected directly on the tool cutting edge. Because of the rotational relative movement of the tool, a tool-side measurement is very difficult.

Die DE 169 80 80 A1 schlägt vor, die Temperatur an einer heißen Fläche, wie beispielsweise an einem Fräskopf, zu bestimmen, indem die betreffende Fläche direkt oder indirekt durch einen Lichtleiter optisch erfasst wird und indem so die von der heißen Fläche ausgesandte Strahlungsenergie auf ein Ratiopyrometer, also auf ein Strahlungsthermometer, übertragen wird.The DE 169 80 80 A1 proposes to determine the temperature on a hot surface, such as on a milling head, by optically detecting the area directly or indirectly by an optical fiber, and thereby radiate the radiant energy emitted by the hot surface onto a ratio pyrometer, that is to a radiation thermometer , is transmitted.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels welcher eine direkte Temperaturerfassung an einem rotierenden Werkzeug auf besonders einfache und zuverlässige Weise ermöglicht wird.It is the object of the present invention to provide a solution by means of which a direct temperature detection on a rotating tool is made possible in a particularly simple and reliable manner.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugaufnahme mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a tool holder with the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines rotierenden Werkzeugs, wie beispielsweise eines Fräsers, Bohrers, einer Reibahle oder dergleichen, umfasst eine Schnittstelle, mittels welcher die Werkzeugaufnahme mit einer Werkzeugmaschine koppelbar ist. Insbesondere kann die Werkzeugaufnahme über die Schnittstelle mit einer Maschinenspindel verbunden werden, mittels welcher die gesamte Werkzeugaufnahme in Rotation versetzt werden kann. Die Werkzeugaufnahme umfasst des Weiteren eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen des rotierenden Werkzeugs. Bei der Aufnahmevorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Spannfutter, vorzugsweise um ein Hydrodehn-Spannfutter. Andere Arten von Spannfuttern sind aber ebenfalls möglich. Des Weiteren umfasst die Werkzeugaufnahme zumindest einen Temperatursensor, welcher an dem aufgenommenen Werkzeug anordenbar ist. Ferner weist die Werkzeugaufnahme eine Messelektronik auf, welche über ein Kabel mit dem Temperatursensor verbindbar ist.The tool holder according to the invention for receiving a rotating tool, such as a milling cutter, drill, a reamer or the like, comprises an interface, by means of which the tool holder can be coupled with a machine tool. In particular, the tool holder can be connected via the interface with a machine spindle, by means of which the entire tool holder can be set in rotation. The tool holder further comprises a receiving device for receiving the rotating tool. The receiving device is, for example, a chuck, preferably a hydraulic chuck. Other types of chucks are also possible. Furthermore, the tool holder comprises at least one temperature sensor, which can be arranged on the recorded tool. Furthermore, the tool holder on a measuring electronics, which is connectable via a cable to the temperature sensor.

Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, in die Werkzeugaufnahme eine Temperaturmesselektronik mitsamt zugehörigem Temperatursensor zu integrieren. Dadurch ist es möglich, eine sogenannte In-Process-Temperaturmessung vorzunehmen, sodass während eines rotatorischen Zerspanprozesses ein Temperaturverlauf direkt am rotierenden Werkzeug aufgenommen werden kann. Somit können Temperaturen direkt an der Wirkstelle, also der Werkzeugschneide, aufgenommen werden. Werkstückseitig ermittelte Werte müssen somit nicht mehr auf die tatsächlichen Werte an der Werkzeugschneide zurückgerechnet werden, da mittels der Werkzeugaufnahme auf zuverlässige und einfache Weise auch bei einem rotierenden Werkzeug die Temperaturmessung direkt an diesem erfolgen kann.It is therefore provided according to the invention to integrate in the tool holder a temperature measuring electronics together with associated temperature sensor. This makes it possible to carry out a so-called in-process temperature measurement, so that during a rotary machining process, a temperature profile can be recorded directly on the rotating tool. Thus, temperatures can be recorded directly at the point of action, ie the cutting edge of the tool. Thus, values determined on the workpiece side no longer have to be calculated back to the actual values on the tool cutting edge, since the tool holder can reliably and simply measure the temperature directly on a rotating tool.

Denn der Temperatursensor und die Messelektronik drehen sich gleichermaßen mit dem rotierenden Werkzeug mit, sodass auf einfache und zuverlässige Weise die Temperatur direkt an dem rotierenden Werkzeug, beispielsweise während eines Zerspanvorgangs, gemessen werden kann. Alle zur Temperaturerfassung notwendigen Mittel sind also in die Werkzeugaufnahme selbst integriert, sodass während der Rotationsbewegung der Werkzeugaufnahme und des Werkzeugs keine Beschädigungen an etwaigen Anschlussleitungen, Maschinenkomponenten oder Messsystemen auftreten können.Because the temperature sensor and the measuring electronics rotate equally with the rotating tool, so that in a simple and reliable way, the temperature can be measured directly on the rotating tool, for example during a Zerspanvorgangs. All means necessary for temperature detection are thus integrated in the tool holder itself, so that during the rotational movement of the tool holder and the tool no damage to any leads, machine components or measuring systems can occur.

Mittels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme wird eine besonders schnelle und zuverlässige Unterstützung bei der Werkzeugentwicklung von rotatorischen Zerspanwerkzeugen, wie beispielsweisen Fräsern, Bohrern, Reibahlen und dergleichen, ermöglicht. Ferner können die ermittelten Temperaturverläufe auf einem in die Werkzeugaufnahme integrierten Speichermedium gespeichert werden. Des Weiteren sind keine aufwendigen Simulationen mehr für die Temperaturbestimmung der Werkzeugschneide notwendig, da mittels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme direkt zuverlässige Messwerte am rotierenden Werkzeug selbst aufgenommen werden können. Komplizierte und gegebenenfalls aufwendige Versuchsaufbauten können dadurch entfallen.By means of the tool holder according to the invention a particularly fast and reliable support in the tool development of rotary cutting tools, such as milling cutters, drills, reamers and the like, allows. Furthermore, the determined temperature profiles can be stored on a storage medium integrated into the tool holder. Furthermore, no complex simulations are more necessary for the temperature determination of the tool cutting edge, since directly reliable measured values can be recorded on the rotating tool itself by means of the tool holder according to the invention. Complex and possibly expensive experimental setups can be omitted.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Messelektronik in einem Hohlraum eines Grundkörpers der Werkzeugaufnahme angeordnet ist, welcher zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Schnittstelle angeordnet ist. Die Messelektronik selbst kann dabei beispielsweise in einem Gehäuse angeordnet sein, welches Platz für eine Platine der Messelektronik, eine Stromversorgung, wie beispielsweise einer Batterie, und dergleichen bietet. Die gesamte Messelektronik kann also auf einfache Weise im Hohlraum des Grundkörpers aufgenommen und vor äußeren Einflüssen während der spanenden Bearbeitung geschützt werden. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the measuring electronics is arranged in a cavity of a base body of the tool holder, which is arranged between the receiving device and the interface. The measuring electronics themselves can be arranged, for example, in a housing which offers space for a board of the measuring electronics, a power supply, such as a battery, and the like. The entire measuring electronics can thus be easily absorbed in the cavity of the body and protected from external influences during machining.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kabel durch eine Durchgangsöffnung der Aufnahmevorrichtung in den Hohlraum hindurchgeführt ist. Somit kann das Kabel, welches zur Verbindung des am rotierenden Werkzeugs angebrachten Temperatursensors mit der Messelektronik dient, auf einfache Weise zur Messelektronik geführt und mit dieser verbunden werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the cable is passed through a passage opening of the receiving device into the cavity. Thus, the cable, which serves to connect the attached to the rotary tool temperature sensor with the measuring electronics, easily guided to the measuring electronics and connected to this.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Temperatursensor ein Thermoelement oder eine wie ein Thermoelement wirkende Beschichtung ist. Ein Thermoelement ist ein Paar metallischer Leiter von unterschiedlichem Material, die an einem Ende verbunden sind und aufgrund des thermoelektrischen Effekts zur Temperaturmessung geeignet sind. Ein derartiges Thermoelement kann auf einfache Weise am mittels der Werkzeugaufnahme aufgenommenen rotierenden Werkzeug angebracht werden. Alternativ kann auch eine Beschichtung an dem rotierenden Werkzeug aufgebracht werden, welche wie ein Thermoelement wirkt und ebenfalls mit dem Kabel verbunden ist, welches die Verbindung zwischen der Beschichtung und der Messelektronik herstellt. Der Temperatursensor wird dabei vorzugsweise in Schneidkantennähe des aufgenommenen rotierenden Werkzeugs angebracht. Dadurch können besonders exakte Rückschlüsse auf die an der Schneidkante auftretenden Temperaturen gezogen werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the temperature sensor is a thermocouple or acting as a thermocouple coating. A thermocouple is a pair of metallic conductors of different material that are connected at one end and are suitable for temperature measurement due to the thermoelectric effect. Such a thermocouple can be easily attached to the recorded by means of the tool holder rotating tool. Alternatively, a coating can be applied to the rotating tool, which acts as a thermocouple and is also connected to the cable, which establishes the connection between the coating and the measuring electronics. The temperature sensor is preferably mounted in the cutting edge near the recorded rotating tool. As a result, particularly accurate conclusions can be drawn on the temperatures occurring at the cutting edge.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Messelektronik ein Funkmodul zur drahtlosen Übertragung von Messergebnissen an einer Datenverarbeitungseinrichtung umfasst. Dadurch ist es möglich, direkt währen des Einsatzes des rotierenden Werkzeugs aufgenommene Temperaturmesswerte an eine Datenverarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise einen PC oder dergleichen, zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Messwerte zunächst auf einer Speichereinrichtung der Messelektronik gespeichert und später beispielsweise über eine USB-Verbindung ausgelesen werden können.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the measuring electronics comprises a radio module for the wireless transmission of measurement results to a data processing device. This makes it possible to transmit temperature measured values recorded directly during the use of the rotating tool to a data processing device, such as a PC or the like. Alternatively or additionally, it is also possible for the measured values to be initially stored on a memory device of the measuring electronics and later read out, for example, via a USB connection.

Schließlich ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Grundkörper zumindest eine Öffnung zum Einführen der Messelektronik und zumindest eine weitere Öffnung an seiner Mantelfläche aufweist. Die weitere Öffnung dient insbesondere dazu, falls ein Funkmodul vorgesehen ist, eine störungsfreie drahtlose Übertragung der Messergebnisse an die besagte Datenverarbeitungseinrichtung, welche als Auswertegerät dient, zu ermöglichen. Die zum Einführen der Messelektronik dienende Öffnung kann beispielsweise mittels einer Abdeckplatte verschlossen werden, wobei die zumindest eine weitere Öffnung, welche zur störungsfreien drahtlosen Übertragung von Daten dient, beispielsweise mittels transparentem Kunststoff abgedichtet sein kann. Vorzugsweise ist der Grundkörper also vollkommen abdichtbar, sobald die Messelektronik in diesen eingebracht worden ist, sodass die Messelektronik vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Verschmutzungen, geschützt werden kann.Finally, it is provided according to a further advantageous embodiment of the invention that the base body has at least one opening for insertion of the measuring electronics and at least one further opening on its lateral surface. The further opening serves, in particular, if a radio module is provided, to enable a trouble-free wireless transmission of the measurement results to the said data processing device, which serves as an evaluation device. The opening used for introducing the measuring electronics can be closed, for example, by means of a cover plate, wherein the at least one further opening, which serves for trouble-free wireless transmission of data, can be sealed, for example by means of transparent plastic. Preferably, therefore, the base body is completely sealable, as soon as the measuring electronics has been introduced into these, so that the measuring electronics can be protected against external influences, in particular against contamination.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine Perspektivansicht auf eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines rotierenden Werkzeugs, wobei die Werkzeugaufnahme einen Grundkörper aufweist, in dessen Hohlraum eine Messelektronik integriert ist; 1 a perspective view of a tool holder for receiving a rotating tool, wherein the tool holder has a base body, in the cavity of a measuring electronics is integrated;

2 eine weitere Perspektivansicht der Werkzeugaufnahme, wobei die in einem Gehäuse aufgenommene Messelektronik noch nicht in den Grundkörper der Werkzeugaufnahme eingesetzt worden ist; und in 2 a further perspective view of the tool holder, wherein the measuring electronics received in a housing has not yet been inserted into the main body of the tool holder; and in

3 eine weitere Perspektivansicht der Werkzeugaufnahme, wobei unter anderem eine Bohrung zu erkennen ist, durch welche ein Kabel zur im Grundkörper aufgenommenen Messelektronik durchführbar ist. 3 a further perspective view of the tool holder, wherein, inter alia, a bore can be seen, through which a cable to the recorded in the main body measuring electronics can be performed.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines rotierenden Werkzeugs 12 ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Im vorliegend gezeigten Fall handelt es sich bei dem rotierenden Werkzeug um einen Fräser, wobei beispielsweise auch ein Bohrer, eine Reibahle oder ein anderes rotatorisches Werkzeug aufgenommen werden kann. Zum Aufnehmen des Werkzeugs 12 umfasst die Werkzeugaufnahme 10 eine Aufnahmevorrichtung 14. Bei der Aufnahmevorrichtung 14 kann es sich beispielsweise um ein Hydrodehn-Spannfutter handeln. A total with 10 designated tool holder for receiving a rotating tool 12 is in a perspective view in 1 shown. In the case shown here, the rotating tool is a milling cutter, wherein, for example, a drill, a reamer or another rotary tool can be accommodated. To pick up the tool 12 includes the tool holder 10 a recording device 14 , At the recording device 14 it may be, for example, a hydraulic chuck.

Unterhalb von der Aufnahmevorrichtung 14 weist die Werkzeugaufnahme 10 einen Grundkörper 16 auf, welcher einen Hohlraum 18 aufweist, in welchem eine Messelektronik 20 aufgenommen ist. Die Messelektronik 20 umfasst unter anderem eine Platine 22. Die Platine 22 ist in einem Gehäuse 24 untergebracht, welches zudem noch eine Batteriehalterung 26 aufweist, welche eine oder auch mehrere Batterien zur Energieversorgung der elektronischen Komponenten der Messelektronik 20 aufnehmen kann.Below the cradle 14 has the tool holder 10 a basic body 16 on which a cavity 18 has, in which a measuring electronics 20 is included. The measuring electronics 20 includes, among other things, a circuit board 22 , The board 22 is in a housing 24 housed, which also has a battery holder 26 comprising one or more batteries for powering the electronic components of the measuring electronics 20 can record.

Die Werkzeugaufnahme 10 umfasst des Weiteren einen hier nicht dargestellten Temperatursensor, welcher an dem aufgenommenen Werkzeug 12 anordenbar ist. Der hier nicht dargestellte Temperatursensor ist über ein hier ebenfalls nicht dargestelltes Kabel mit der Messelektronik 20, genauer mit der Platine 22, verbunden. Des Weiteren weist die Werkzeugaufnahme 10 noch eine Schnittstelle 28 auf, welcher als Aufnahme für eine hier nicht dargestellte Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine dient. Über die Schnittstelle 28 kann also die Werkzeugaufnahme 10 mit einer Werkzeugmaschine gekoppelt werden.The tool holder 10 further includes a temperature sensor, not shown here, which on the recorded tool 12 can be arranged. The temperature sensor, not shown here, is connected via a here also not shown cable with the measuring electronics 20 , more precisely with the board 22 , connected. Furthermore, the tool holder 10 another interface 28 on, which serves as a receptacle for a machine spindle, not shown here, a machine tool. About the interface 28 So can the tool holder 10 be coupled with a machine tool.

Um die in dem Grundkörper 16 eingesetzte Messelektronik 20 vor äußeren Einflüssen zu schützen, kann der Grundkörper 16 mit einer Abdeckplatte 30, welche im vorliegenden Falle aus transparentem Kunststoff besteht, verschlossen werden. Die Abdeckplatte 30 kann auch an den Grundkörper angepasst sein und aus dem gleichen Material bestehen, um eine möglichst geringe Unwucht in das System während der rotatorischen Bewegung zu bekommen. Des Weiteren umfasst die Messelektronik 20 noch ein hier nicht näher gekennzeichnetes Funkmodul, sodass mittels der Messelektronik 20 aufgenommene und verarbeitete Messergebnisse drahtlos an eine hier nicht dargestellte Auswerteeinheit, wie beispielsweise einen PC, übertragen werden können. Um die drahtlose Datenübertragung möglichst störungsfrei zu ermöglichen, weist der Grundkörper 16 noch mehrere Öffnungen 32 auf, welche zum Schutz der Messelektronik 20 ebenfalls mit hier nicht näher bezeichneten Kunststoffabdeckungen versehen sind.To those in the main body 16 used measuring electronics 20 To protect against external influences, the basic body 16 with a cover plate 30 , which in the present case consists of transparent plastic, are closed. The cover plate 30 can also be adapted to the body and made of the same material to get the least possible imbalance in the system during the rotational movement. Furthermore, the measuring electronics 20 nor a radio module not marked here in detail, so that by means of the measuring electronics 20 recorded and processed measurement results can be wirelessly transmitted to an evaluation unit, not shown here, such as a PC. To enable wireless data transmission as trouble-free as possible, has the main body 16 even more openings 32 which is used to protect the measuring electronics 20 are also provided with unspecified plastic covers here.

In 2 ist die Werkzeugaufnahme 10 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, wobei im vorliegenden Fall das Gehäuse 24 mitsamt der darin enthaltenen Messelektronik 20 noch nicht durch eine dafür vorgesehene Öffnung 34 in den Hohlraum 18 des Grundkörpers 16 eingesetzt worden ist. Das zuvor bereits erwähnte Kabel, welches in der vorliegenden Darstellung mit dem Bezugszeichen 36 versehen ist, ist nun zu erkennen. Am Ende des Kabels 36 befindet sich ein Stecker 38, welcher zur Kontaktierung mit der Messelektronik 20, genauer zur Kontaktierung mit der Platine 22, über einen hier nicht dargestelltes Anschlussstück dient. Zur Kontaktierung kann aber auch eine andere Steckerausführung dienen, alternativ können beispielsweise auch nur die Drähte des Kabels 36 an der Platine befestigt werden.In 2 is the tool holder 10 shown in a further perspective view, in the present case, the housing 24 together with the measuring electronics contained therein 20 not yet through a designated opening 34 in the cavity 18 of the basic body 16 has been used. The previously mentioned cable, which in the present illustration by the reference numeral 36 is provided, can now be seen. At the end of the cable 36 there is a plug 38 , which for contacting with the measuring electronics 20 , more precisely for contacting the circuit board 22 , via a connecting piece, not shown here. For contacting but can also serve a different connector design, alternatively, for example, only the wires of the cable 36 be attached to the board.

In 3 ist die Werkzeugaufnahme 10 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigt, wobei in der vorliegenden Darstellung der zuvor bereits erwähnte Temperatursensor 40 nunmehr dargestellt ist, welcher am Werkzeug 12 in Schneidkantennähe des Werkzeugs 12 angebracht ist. Bei dem Temperatursensor 40 handelt es sich vorzugsweise um ein Thermoelement oder um eine wie ein Thermoelement wirkende Beschichtung. In beiden Fällen ist der Temperatursensor 40 über das Kabel 36 mit der Platine 22 verbunden. Es muss sich hierbei nicht unbedingt um ein Kabel handeln. Andere Ausführungsformen sind auch denkbar, also andere Kontaktierungsmöglichkeiten.In 3 is the tool holder 10 shown in a further perspective view, wherein in the present illustration, the previously mentioned temperature sensor 40 now shown, which on the tool 12 near the cutting edge of the tool 12 is appropriate. At the temperature sensor 40 it is preferably a thermocouple or a coating acting as a thermocouple. In both cases, the temperature sensor 40 over the cable 36 with the board 22 connected. It does not necessarily have to be a cable. Other embodiments are also conceivable, so other contacting options.

An einer Stirnseite 42 der als Spannfutter ausgebildeten Aufnahmevorrichtung 14 ist eine Bohrung 44 vorgesehen, durch welche das Kabel 36 ins Innere der Werkzeugaufnahme 10, genauer in den Hohlraum 18 des Grundkörpers 16 hindurchgeführt werden kann. Dadurch kann das Kabel 36 auf einfache Weise zur Messelektronik 20 und somit zur Platine 22 hindurchgeführt werden. In der vorliegenden Darstellung ist zudem noch eine Schraube 46 zu erkennen, mittels welcher das Werkzeug 12 an der Aufnahmevorrichtung 14 fixiert werden kann.At one end 42 the receiving device designed as a chuck 14 is a hole 44 provided by which the cable 36 inside the tool holder 10 , more precisely in the cavity 18 of the basic body 16 can be passed. This can cause the cable 36 in a simple way to the measuring electronics 20 and thus to the board 22 be passed. In the present presentation is also a screw 46 to recognize, by means of which the tool 12 at the receiving device 14 can be fixed.

Bei der hier gezeigten Werkzeugaufnahme 10 handelt es sich um ein speziell angefertigtes HSK100-Hydrodehn-Spannfutter. Andere Größen, wie zum Beispiel HSK63, sind auch problemlos möglich. Mittels der hier gezeigten Werkzeugaufnahme 10 kann über den Temperatursensor 40 während eines Fräsprozesses die Temperatur an der Werkzeugschneidkante des Werkzeugs 12 aufgenommen werden. Ein entsprechendes Sensorsignal wird über das als Verbindungsleitung dienende Kabel 36 zur Platine 22 geführt und dort verarbeitet. Anschließend erfolgt die Speicherung und kabellose Übertragung an ein Auswertegerät, beispielsweise an einen PC, welcher außerhalb eines hier nicht näher dargestellten Bearbeitungszentrums steht, in welchem die Werkzeugaufnahme 10 eingesetzt wird.In the tool holder shown here 10 It is a custom made HSK100 hydraulic chuck. Other sizes, such as HSK63, are also easily possible. By means of the tool holder shown here 10 can via the temperature sensor 40 during a milling process, the temperature at the tool cutting edge of the tool 12 be recorded. A corresponding sensor signal is via the cable serving as a connecting line 36 to the board 22 led and processed there. Subsequently, the storage and wireless transmission to an evaluation device, for example to a PC, which is outside of a machining center not shown here, in which the tool holder 10 is used.

Die Messelektronik 20 besteht aus der Platine 22 mit einem nicht näher bezeichneten Mikrocontrollermodul mit drahtloser Kommunikationseinrichtung und Messspeicher, vorzugsweise größer 1 kB, einem nicht näher dargestellten Thermoelementverstärker und einer ebenfalls nicht näher dargestellten Kommunikationsschnittstelle zur kabelgebundenen Kommunikation mit einem Computer. Die Spannungsversorgung erfolgt vorzugsweise durch zumindest eine in die Batteriehalterung 26 eingesetzte Batterie. The measuring electronics 20 consists of the board 22 with an unspecified microcontroller module with wireless communication device and measuring memory, preferably greater than 1 kB, a thermoelement amplifier, not shown, and a likewise not shown communication interface for wired communication with a computer. The power supply is preferably carried out by at least one in the battery holder 26 inserted battery.

Die Werkzeugaufnahme 10 ist dazu in der Lage, Temperaturmessungen mit einer Abtastfrequenz größer als 1 Hz zu realisieren, was die meisten herkömmlichen Temperaturmesssysteme nicht leisten können. Darüber hinaus kann das System die Messdaten in Echtzeit durch drahtlose Kommunikation an eine Auswerteeinrichtung, wie beispielsweise einen PC, übertragen und zudem in einem hier nicht dargestellten Messspeicher für einen späteren Abruf, beispielsweise durch eine USB-Kommunikation, speichern.The tool holder 10 It is capable of realizing temperature measurements with a sampling frequency greater than 1 Hz, which most conventional temperature measurement systems can not afford. In addition, the system can transmit the measurement data in real time by wireless communication to an evaluation device, such as a PC, and also store in a measurement memory, not shown here for later retrieval, for example by a USB communication.

Der Thermoelementverstärker hat einen Eingangs- und Ausgangsfilter mit einer Eckfrequenz gleich 50 Hz, damit eine schnelle Reaktion gewährleistet werden kann, mindestens sollte jedoch eine Eckfrequenz von 1 Hz gewährleistet werden können. Das verstärkte analoge Signal vom Thermoelementverstärker wird mit einem Analog-Digital-Wandler des Mikrocontrollers gelesen und in Echtzeit drahtlos übertragen sowie gespeichert. Um die gespeicherten Werte lesen zu können, kann wie gesagt eine Verbindung des Messsystems mittels eines USB-Kabels mit einem Computer aufgebaut werden, sodass die Daten durch eine serielle Schnittstelle ausgelesen werden können. Weiterhin ist es auch möglich, die gespeicherten Daten mittels eines Mikrocontrollermoduls zu verwalten.The thermocouple amplifier has an input and output filter with a cut-off frequency equal to 50 Hz, so that a fast response can be guaranteed, but at least a corner frequency of 1 Hz should be ensured. The amplified analog signal from the thermocouple amplifier is read by an analog-to-digital converter of the microcontroller and wirelessly transmitted and stored in real time. To read the stored values, as mentioned above, a connection of the measuring system can be established by means of a USB cable with a computer, so that the data can be read out by a serial interface. Furthermore, it is also possible to manage the stored data by means of a microcontroller module.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1698080 A1 [0003]

Claims

Tool holder ( 10 ) for receiving a rotating tool ( 12 ), with - an interface ( 28 ), by means of which the tool holder ( 10 ) can be coupled with a machine tool, - a receiving device ( 14 ) for receiving the rotating tool ( 12 ); At least one temperature sensor ( 40 ), which on the recorded tool ( 12 ) can be arranged; - a measuring electronics ( 20 ), which is connected to the temperature sensor via a cable ( 40 ) is connectable.

Tool holder ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the measuring electronics ( 20 ) in a cavity ( 18 ) of a basic body ( 16 ) of the tool holder ( 10 ) arranged between the receiving device ( 14 ) and the interface ( 28 ) is arranged.

Tool holder ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the cable ( 36 ) through a passage opening ( 44 ) of the receiving device ( 14 ) in the cavity ( 34 ) is passed.

Tool holder ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor ( 40 ) is a thermocouple or acting as a thermocouple coating.

Tool holder ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring electronics ( 20 ) comprises a radio module for the wireless transmission of measurement results to a data processing device.

Tool holder ( 10 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the basic body ( 16 ) at least one opening ( 34 ) for introducing the measuring electronics ( 20 ) and at least one further opening ( 32 ) has on its lateral surface.